Модуль HART Модуль Modbus до HART

Функції модуля Modbus-HART

Сумісний зі стандартним протоколом Modbus RTU

забезпечити можливість зв'язку HART з пристроєм шини Mod

Підтримка портативних пристроїв 375/475

Електричний інтерфейс, підключений до пристрою Modbus, підтримує рівень TTL, RS485 та RS232

Підтримка протоколу HART 5/6/7

Підтримка 6 змінних пристрою та 4 динамічних змінних

Логіка перетворення модуля Modbus на HART

Модуль HART може конвертувати прилад потоку/рівня MODBUS у прилад потоку/рівня HART.

Модуль HART (M0310) – це вбудований модуль перетворення, який перетворює вхідний пристрій MODBUS на пристрій виведення струму HART. Модуль HART вбудований у вхідний пристрій MODBUS (вимірювальні прилади, такі як витрата, рівень тощо), а потім протокол прикладного рівня MODBUS керується сигналом рівня TTL. Модуль HART, як головний та підлеглий пристрої MODBUS, перетворює регістри даних (такі як вхідний регістр, регістр зберігання) пристрою MODBUS на всі динамічні змінні команд HART. Наприклад, регістр зберігання одного витратоміра з адресою 30000 (діапазон 1-65536) містить миттєве значення витрати. Потім ми можемо налаштувати регістр зберігання на змінну пристрою 0 (діапазон 0-5) модуля HART. І призначити пристрій 0 як первинну змінну (або вторинну, третинну, четвертинну змінну). Логіка перетворення показана на рисунку нижче.

Логічна діаграма зіставлення даних

Модуль HART, як універсальний продукт, матиме різні функції інтерфейсу різних пристроїв MODBUS (адреса веденого пристрою, швидкість передачі даних, парність тощо), режим зберігання даних (адреса регістра даних, тип даних, послідовність байтів тощо) та вимоги кінцевих користувачів до динамічного розподілу змінних HART (відповідність регістра даних до змінної пристрою, відповідність змінної пристрою до динамічної змінної). Все вищезазначене може бути налаштоване виробником пристрою.

Microcyber може надати програмне забезпечення для конфігурації ПК для вищезазначеної конфігурації. Також надає файли DD модуля HART, призначені для головної станції HART (ПК, комунікатор), яка має аналітичні можливості файлів DD. Модуль HART налаштовується через зв'язок HART з головної станції HART для підтвердження функцій інтерфейсу між модулем HART та пристроєм MODBUS, режиму зберігання даних та зіставлення змінної пристрою з динамічною змінною HART.

Після вищезазначеного налаштування, головний пристрій HART може отримати доступ до динамічної змінної модуля HART за допомогою команд HART та здійснювати цифрову передачу даних з регістра даних MODBUS (наприклад, миттєвих значень витрати витратоміра пам'яті) до головного пристрою HART.

Модуль HART, як універсальний продукт, матиме різні функції інтерфейсу різних пристроїв MODBUS (адреса веденого пристрою, швидкість передачі даних, парність тощо), режим зберігання даних (адреса регістра даних, тип даних, послідовність байтів тощо) та вимоги кінцевих користувачів до динамічного розподілу змінних HART (відповідність регістра даних до змінної пристрою, відповідність змінної пристрою до динамічної змінної). Все вищезазначене може бути налаштоване виробником пристрою.

Microcyber може надати програмне забезпечення для конфігурації ПК для вищезазначеної конфігурації. Також надає файли DD модуля HART, призначені для головної станції HART (ПК, комунікатор), яка має аналітичні можливості файлів DD. Модуль HART налаштовується через зв'язок HART з головної станції HART для підтвердження функцій інтерфейсу між модулем HART та пристроєм MODBUS, режиму зберігання даних та зіставлення змінної пристрою з динамічною змінною HART.

Після вищезазначеного налаштування, головний пристрій HART може отримати доступ до динамічної змінної модуля HART за допомогою команд HART та здійснювати цифрову передачу даних з регістра даних MODBUS (наприклад, миттєвих значень витрати витратоміра пам'яті) до головного пристрою HART.

Модуль Modbus до HART, аналоговий струмовий вихід

У модулі HART вимірюване значення первинної змінної (PV) передається через аналоговий струмовий вихід 4-20 мА. Наприклад, миттєвий потік витратоміра називається первинною змінною HART. Коли значення миттєвого потоку досягає половини діапазону вимірювання, модуль HART видає 12 000 мА.

Під час роботи модуль HART безперервно порівнює значення первинної змінної з верхньою та нижньою межами її діапазону. Якщо значення первинної змінної досягає верхньої межі, модуль HART видає аналоговий струм 20.000 мА. Якщо значення первинної змінної дорівнює нулю, модуль HART видає аналоговий струм 4.000 мА.

Якщо значення первинної змінної перевищує верхню та нижню межі, модуль HART видає фіксований струм, що вказує на те, що первинна змінна перевищує діапазон, і це значення струму називається насиченим вихідним струмом. Якщо значення первинної змінної перевищує верхню межу, модуль HART видає фіксовані 20,800 мА; якщо менше нижньої межі, модуль HART видає фіксовані 3,800 мА.

Модуль HART має ще одну групу фіксованого струму, що використовується для сигналізації про несправність, яку можна вибрати за допомогою DIP-перемикача на модулі HART для сигналізації про високий або низький струм. Якщо вибрано сигналізацію про високий струм, то при виявленні несправності модуль HART видає 21,750 мА. Якщо вибрано сигналізацію про низький струм, то при виявленні несправності модуль HART видає 3,750 мА.

Дві групи фіксованого вихідного струму модуля HART

Трансфінітний напрямок первинної змінної (необов'язково): значення насиченого вихідного струму

Перевищення нижньої межі: 3,800 мА

Перевищення верхньої межі: 20.800 мА

Режим тривоги про несправність (альтернативний): значення струму вихідного сигналу тривоги

Сигналізація низького струму: 3,750 мА

Сигналізація високого струму: 21,750 мА

Коли адреса опитування модуля HART не встановлена ​​на «0», незалежно від значення первинної змінної, аналоговий канал модуля HART видає фіксований струм 4000 мА. Якщо адреса опитування встановлена ​​на «0», модуль HART видає аналоговий струм 4-20 мА, що відповідає первинній змінній.

Налаштувати інтерфейс

Модуль HART розташований між шиною HART та пристроєм MODBUS. Він підключає головну плату керування (далі – плата користувача) польового пристрою через роз'єм на задній панелі. Він підключає зовнішню шину HART та польовий пристрій всередині, див. малюнок нижче. 

Схема підключення для налаштування модуля HART

Наприклад, якщо взяти ПК як головний пристрій, підключіть польовий пристрій (чотирипровідна система) через шину HART. Шина HART, яка складається з джерела живлення постійного струму (POWER1: 9-36VDC) та послідовного опору (250Ω), підключається до модуля HART; а польовий пристрій живиться ще двома проводами. ПК підключається до HART-модему через інтерфейс USB (або RS-232), а інший бік HART-модему (Microcyber) - це неполярні затискачі типу "крокодил", закріплені з обох боків узгодженого опору. Використовуйте програмне забезпечення для конфігурації Microcyber для налаштування модуля HART. Після налаштування модуль HART та польовий пристрій стають єдиним цілим і можуть бути підключені до іншої мережі HART як пристрої HART.

Якщо налаштування потрібно виконати за допомогою комунікатора з можливістю аналізу DD, просто замініть ПК та HART-модем, як показано на рисунку 1.2 вище, на комунікатор.

Апаратний інтерфейс користувача

Модуль HART використовує роз'єм IDC16, 2x8 (JP3) з відстанню 2,54 мм для підключення плати користувача. Визначення номерів контактів наведено на малюнку, пояснення функцій контактів наведено в таблиці. Якщо шина HART проходить через плату користувача, вона може бути підключена до модуля HART через два контакти в роз'ємі.

Список визначень контактів роз'єму модуля HART

Модуль Modbus до HARTПараметри

Основні параметри

Об'єкт вимірювання: ведений пристрій Modbus RTU

Джерело живлення: (6～42) В постійного струму

Протокол шини: 2-провідний, (4～20) мА + HART

Опір навантаження: (0～1500) Ом (нормальний)

(230～1100) Ом (зв'язок HART)

Ізоляційна напруга: інтерфейс шини Modbus та HART, 500 В змінного струму

Діапазон температур: (-40～85) ℃

Діапазон вологості: (5～95) % відносної вологості

Час початку: ≤5 с

Час оновлення: 0,2 с

Регулювання демпфування: Постійна часу 0～32 с

Точність вихідного струму: макс. похибка ≤50 мкА

Модуль Modbus-HART Вимір

Глибина друкованої плати модуля HART становить 1,6 мм, прямокутна. Спереду (показано на рисунку 1-4) найвищий компонент знаходиться на відстані 5 мм від поверхні плати; ззаду найвищий компонент знаходиться на відстані 9 мм від поверхні плати. Всі інші компоненти - це компоненти для поверхневого монтажу, нижчі за 4 мм. Довжина, ширина, розташування фіксованих отворів тощо модуля HART показано на рисунку нижче.

Передні розміри модуля HART

Стандартний роз'єм IDC16(2x8) з відстанню 2,54 мм використовується на задній панелі для підключення до плати користувача; модуль HART має ще 3 фіксовані отвори діаметром 3,0 мм, які використовуються для кріплення модуля HART на платі користувача.

Як вибрати модуль M0310 Modbus-HART?

Найчастіші запитання

З: Чи можете ви представити інструмент конфігурації?

A: Як згадувалося раніше, Microcyber може надати програмне забезпечення для конфігурації ПК для конфігурації модуля HART. Щоб дізнатися більше про це, зв'яжіться з нами.

З: Чи можу я отримати безкоштовний електронний посібник?

В: Так, якщо ви цього хочете, будь ласка, зв'яжіться з нами.

З: Чи можете ви надати послуги OEM?

В: Так, ми можемо, наприклад, надати комунікаційну плату, а також набір інструментів для розробки польових шин.